DE3638084C2

DE3638084C2 -

Info

Publication number: DE3638084C2
Application number: DE3638084A
Authority: DE
Inventors: Kurt 8566 Diepersdorf De Fiedler; Bernhard 8508 Wendelstein De Kratz
Original assignee: Diehl GmbH and Co
Current assignee: Diehl Verwaltungs Stiftung
Priority date: 1986-11-07
Filing date: 1986-11-07
Publication date: 1990-08-23
Also published as: GB2197084A; IT1223073B; GB8725530D0; DE3638084A1; US4802414A; GB2197084B; IT8722540A0

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrfach-Steckverbindung gemäß dem Ober begriff des Anspruches 1.The invention relates to a multiple connector according to the Ober Concept of claim 1.

Eine solche Steckverbindung wird benötigt, wenn beispielsweise in einem Munitionsartikel für programmgesteuerte Entsicherungs- und Funktionsabläufe zu unterschiedlichen Zeitpunkten pyrotechnische Kraftelemente oder Detonatoren aus ihnen individuell zugeordneten Zündkreisen angesteuert werden sollen, wie es beispielsweise bekannt ist aus der DE-OS 33 17 376. Dabei ist jedes Zündmittel unabhängig von den anderen über sein eigenes Leiterpaar und Steckverbinder an den ihm zugeordneten Zündenergie-Speicherkondensator angeschlossen, der sich über das Zündmittel entlädt, wenn sein Zündschalter aus der Programmsteuerung aktiviert wird. Somit liegen bei der gattungsgemäßen Einrichtung andere Verhältnisse vor, als sie durch die US-PS 22 97 006 bekanntgeworden sind, wo eine Vielzahl von Zündmitteln mit ihnen jeweils zugeordneten Speicherkondensatoren an eine einzige Speiseleitung angeschlossen sind; mit der Besonderheit, daß die Zündschalter zwischen jeweils einem Zündmittel und seinem Speicherkondensator spannungsabhängig zu unterschiedlichen Zeiten durchschalten, je nach der Ladezeitkonstante der einzelnen Speicherkondensatoren für die Bereitstellung der Zündenergie. Eine Individualisierung der einzelnen Zündmittel über die gemeinsame Speiseleitung für die unterschiedlichen Zündenergie-Speicherkondensatoren ist deshalb nicht möglich.Such a connector is required if, for example, in an ammunition article for program-controlled safety and Functional sequences at different times pyrotechnic Force elements or detonators individually assigned from them Ignition circuits are to be controlled, as is known for example is from DE-OS 33 17 376. Each ignition device is independent from the others via its own pair of conductors and connectors the ignition energy storage capacitor assigned to it, which discharges through the ignition device when its ignition switch is off the program control is activated. Thus lie with the generic Establish different relationships than they are through the U.S. Patent No. 22 97 006, where a variety of igniters are known with their respective assigned storage capacitors to a only feed line connected; with the peculiarity that the ignition switch between an ignition means and his Storage capacitor depending on the voltage at different times switch through depending on the charging time constant of the individual storage capacitors for the provision of ignition energy. An individualization of the individual ignition means via the common feed line for the different ignition energy storage capacitors is therefore not possible.

In der Praxis ist es häufig aber gerade notwendig, die tatsächlich gegebene Zuordnung bestimmter Zündmittel zu bestimmten Zündschaltern meßtechnisch erfassen zu können, um beispielsweise bei der Munitions-Komplettierung spätere Fehlfunktionen zuverlässig auszuschließen. Denn aus fertigungstechnischen und logistischen Gründen sind mehrere Zündmittel oft zu einer Zündeinheit vergossen, wobei die einzelnen Zündmittel über Leitungspaare an individuell zugeordnete Zündschaltungen angeschlossen werden sollen. Für ordnungsgemäßen Funktionsablauf ist es also erforderlich, die Leitungspaare der einzelnen Zündmittel nur an die jeweils zugeordneten Zündkreise anzuschließen, deren Speicherkondensatoren bei individueller Ansteuerung der Zündschalter über die entsprechenden Zündmittel entladen werden sollen, um letztere zu zünden. Beim Einbau und Austausch der Zündeinheit ist deshalb sicherzustellen, daß keine Verwechslungen im elektrischen Anschluß der Leitungspaare auftreten. Das könnte durch sogenannte codierte Vielfachstecker erreicht werden, bei denen die einzelnen elektromechanischen Steckkontakte in einem bestimmten nicht-symmetrischen und deshalb unverwechselbaren Raster angeordnet sind. In practice it is often necessary to actually do that given assignment of certain ignition means to certain ignition switches to be able to record using measurement technology, for example when completing ammunition reliably rule out later malfunctions. Because there are several for manufacturing and logistical reasons Ignition means often shed into an ignition unit, taking the individual Ignition means via wire pairs to individually assigned ignition circuits should be connected. For proper functioning so it is necessary to wire the pairs of each Only connect ignition devices to the assigned ignition circuits their storage capacitors with individual control of the ignition switch should be discharged via the appropriate ignition means, to ignite the latter. When installing and replacing the ignition unit It must therefore be ensured that there is no confusion in the electrical Connection of the line pairs occur. This could be done through so-called Coded multiple plugs can be achieved in which the individual electromechanical plug contacts in a certain non-symmetrical and therefore distinctive grid are arranged.

Eine derartige starre Festlegung der Steckverbinder-Elemente (einer seits Steckstifte und andererseits Steckbuchsen) ist aber für klein bauende Munitionsartikel wie etwa Submunition zu platzaufwendig. In der Praxis werden deshalb die den einzelnen Zündmitteln zuge ordneten flexiblen Leiterpaare individuell mit Steckkontaktelementen bestückt, ohne deren gegenseitige Lage konstruktiv festzulegen.Such a rigid definition of the connector elements (one on the one hand pins and sockets) is for small Building ammunition items such as submunitions are too space-consuming. In practice, therefore, the individual ignition means are added arranged flexible conductor pairs individually with plug contact elements assembled without constructively defining their mutual position.

In diesem Zusammenhang liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Mehrfach-Steckverbindung gattungsgemäßer Art anzugeben, bei der es ermöglicht ist, im Zuge der Montage und zu Testzwecken ver binderseitig festzustellen, welches Leiterpaar zu welchem Zündmittel gehört.In this context, the invention is based on the object specify a multiple connector of the generic type at which is made possible in the course of assembly and for test purposes determine on the binding side which pair of conductors to which ignition means belongs.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die gattungsgemäße Mehrfach-Steckverbindung gemäß dem Kennzeichnungs teil des Anspruches 1 ausgelegt ist.According to the invention, this object is achieved by that the generic multiple connector according to the labeling part of claim 1 is designed.

Nach dieser Lösung ist jedes einem Zündmittel zugehörige Leiterpaar der Steckverbindung durch eine individuelle, der elektrischen Zünd brücke im Zündmittel parallelgeschaltete Kapazität individualisiert. Diese Kapazitäten können eine derartige Staffelung aufweisen, daß auch im Rahmen der Bauelemente-Streuungen und der Meß-Unsicherheiten eindeutige Abstufungen ausmeßbar und damit eindeutige Zuordnungen zu bestimmten schaltungstechnisch individualisierten Zündmitteln feststellbar sind; während andererseits diese Kapazitäten so klein dimensioniert werden können, daß das elektrische Entlade-Verhalten der Zünd-Speicherkondensatoren bei der Ansteuerung des jeweiligen Zündmittels nicht beeinträchtigt wird. Darüber hinaus ist von Vorteil, daß die Parallelschaltung der kleinen Kapazitäten dieser Identifikations- Kondensatoren unmittelbar im Verbindungsbereich zwischen den Deto nator-Anschlußleitungen und den Leiterpaaren der Mehrfach-Steck verbindung eine wirksame Ableitung hochfrequenter Störungen darstellt und deshalb die Gefahr entscheidend reduziert, daß eingestreute oder eingeleitete Hochfrequenzspannungen zur ungewollten Auslösung eines Zündmittels führen.According to this solution, each pair of conductors belonging to an ignition means is the plug connection by an individual, the electrical ignition bridge in the ignition means individualized parallel capacity. These capacities can be staggered in such a way that also in the context of the component scatter and the measurement uncertainties clear gradations measurable and thus clear assignments for certain circuit-specific individualized ignition devices are noticeable; while on the other hand these capacities are so small can be dimensioned that the electrical discharge behavior the ignition storage capacitors when controlling the respective Ignition agent is not affected. It is also an advantage that the parallel connection of the small capacities of this identification Capacitors directly in the connection area between the Deto nator connecting cables and the conductor pairs of the multiple plug connection represents an effective derivation of high-frequency interference and therefore significantly reduced the risk of being interspersed or initiated high-frequency voltages for unwanted tripping of an ignition agent.

Zusätzliche Weiterbildungen sowie weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachstehender Beschreibung eines in der Zeichnung unter Beschränkung auf das Wesentliche stark abstrahiert skizzierten bevorzugten Ausführungsbeispiels zur erfindungsgemäßen Lösung. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt in Schnittdarstellung eine eingegossene Zündeinheit mit unterschiedlicher Beschaltung ihrer elektrischen Zündmittel unter symbolischer Berücksichtigung deren Anschlüsse an Zündschaltungen.Additional developments and further advantages of the invention result from the following description of one in the drawing sketched in a highly abstract manner while restricting it to the essentials preferred embodiment of the solution according to the invention. The only figure of the drawing shows a cast in a sectional view Ignition unit with different wiring of your electrical Ignition means with symbolic consideration of their connections on ignition circuits.

Eine Mehrfach-Steckverbindung 11 dient dem elektrischen Anschluß einer Zündeinheit 12 mit mehreren Zündmitteln 13, z. B. zwei Detonatoren, (wobei in der Zeichnung übereinstimmende Variable (.i; i = 1, 2) elektrisch zusammengehörige Komponenten (x.; x = 13, 15, 16, 17, 18, 20, 21, 24, 25) angeben) an eine gemeinsame Zündschaltung 14 mit über Ladekreise 15 aufladbaren Speicherkondensatoren 16, die bei individueller (mechanischer oder elektrischer) Ansteuerung ihrer Zündschalter 17 durch Entladung der gespeicherten elektrischen Energie über ein jeweils zugeordnetes Zündmittel 13 dieses zünden sollen. Die Zündmittel-Anschlußleitungen 18 der Zündmittel 13 sind hier über eine als Stützstelle dienende Leiterplatte 19 mit flexiblen Steckverbindungs-Leiterpaaren 20 verbunden, die an ihren gegenüberliegenden Enden mit den einzelnen Steckelementen 21 (im dargestellten Beispielsfalle mit Steckbuchsen-Stiften) der Mehrfach-Steckverbindung 11 ausgestattet sind. Im Interesse der Platzersparnis und der leichteren Handhabbarkeit bei der Herstellung bzw. Lösung der Verbindung trotz nur kurzer Längen der Steckverbindungs-Leiterpaare 20 sind die Steckelemente 21 nicht in einem Stecker-Isolierstoffträger mechanisch zusammengefaßt, sondern individuell mit den Steckverbindungs-Leiterpaaren 20 und damit gegeneinander beweglich verbunden. A multiple connector 11 is used for the electrical connection of an ignition unit 12 with a plurality of ignition means 13 , for. B. two detonators, (in the drawing matching variable (. I ; i = 1, 2 ) electrically related components (x .; X = 13, 15, 16, 17, 18, 20, 21, 24, 25 ) indicate ) to a common ignition circuit 14 with storage capacitors 16 which can be charged via charging circuits 15 and which, when individually (mechanically or electrically) actuated their ignition switches 17, are to ignite them by discharging the stored electrical energy via a respectively assigned ignition means 13 . The ignition means connecting lines 18 of the ignition means 13 are connected here via a circuit board 19 serving as a support point with flexible plug-in conductor pairs 20 , which at their opposite ends are equipped with the individual plug elements 21 (in the example shown with socket pins) of the multiple plug connection 11 are. In the interest of saving space and easier handling in the production or solution of the connection despite only short lengths of the connector-conductor pairs 20 , the plug elements 21 are not mechanically combined in a plug-insulating material carrier, but individually with the connector-conductor pairs 20 and thus movable against each other connected.

Da die Zündeinheit 12 einschließlich des Anschlusses der Steckverbindungs-Leiterpaare 20 an die Zündmittel-Anschlußleitungen 18 über die Leiterplatte 19 aus Gründen der mechanischen Stabilität und des Schutzes gegen Umwelteinflüsse mit Kunststoff zu einem Montageblock mit mechanischen Montageelementen 23 (in Form von beispielsweise Haltezapfen oder Befestigungslöchern) hermetisch eingegossen ist, läßt sich im Falle etwaiger Zweifel an der Zugehörigkeit bestimmter Paare von Steck elementen 21 zu einem bestimmten der Zündmittel 13 die korrekte Zuordnung nicht visuell verifizieren. Eine Durchgangsprüfung mittels eines Ohmmeters wäre, weil der Meßstrom über die Zündstrecke fließt und das Zündmittel 13 ungewollt zünden könnte, nur zulässig, wenn ein definierter Meßstrom nicht überschritten wird; weil in der Praxis aber die Zündmittel 13 etwa gleiche Zündbrücken-Widerstände aufweisen, ist mittels eines Ohmmeters eine eindeutige Unterscheidung nicht möglich. Eine farbliche Markierung der Steckverbindungs-Leiterpaare 20 mit Vorgabe der Farbzuordnungen zu bestimmten Zündmitteln 13 wäre unzureichend, weil innerhalb der vergossenen Zündeinheit 12 nicht mehr nachprüfbare Vertauschungen beim Anschluß der Steckverbindungs-Leiterpaare 20 über die Leiterplatte 19 an die Zündmittel 13 vorliegen können.Since the ignition unit 12, including the connection of the connector conductor pairs 20 to the ignition means connecting lines 18 via the printed circuit board 19, for reasons of mechanical stability and protection against environmental influences with plastic, to form a mounting block with mechanical mounting elements 23 (in the form of, for example, holding pins or mounting holes) is hermetically cast, can in case of doubt about the affiliation of certain pairs of plug-in elements 21 to a certain one of the ignition means 13 not verify the correct assignment visually. A continuity test using an ohmmeter would only be permissible because the measuring current flows over the ignition path and the ignition means 13 could unintentionally ignite if a defined measuring current is not exceeded; however, because in practice the ignition means 13 have approximately the same ignition bridge resistances, an unambiguous distinction is not possible using an ohmmeter. A colored marking of the connector-conductor pairs 20 with specification of the color assignments to certain ignition means 13 would be insufficient because within the encapsulated ignition unit 12 there can be no more verifiable exchanges when connecting the connector-conductor pairs 20 via the circuit board 19 to the ignition means 13 .

Deshalb ist gemäß vorliegender Erfindung vorgesehen, auf der Leiter platte 19 jedes Zündmittel 13 zwischen den Verbindungs-Leiterbahnen 24 mit einem individuell bemessenen Identifizierungs-Kondensator 25 kleiner aber untereinander deutlich unterschiedlicher Kapazität zu bestücken. Wenn fertigungsseitig vorgeschrieben ist, daß ein an bestimmter Position in die Zündeinheit 12 eingebautes Zündmittel 13.1 auf seiner Leiterplatte 19 mit der Parallelschaltung eines Identifizierungskondensators 25.1 bestimmter Kapazität zu bestücken ist, ehe das Steckverbindungs-Leiterpaar 20 angeschlossen und die Zündeinheit 12 in Kunststoff eingekapselt wird, wobei nur deutlich gegeneinander unterschiedliche (beispielsweise um jeweils eine Zehnerpotenz aus einanderliegende) Kapazitätswerte auf einer Leiterplatte 19 für die unterschiedlichen Identifizierungs-Kondensatoren 25 zugelassen sind, dann kann später jederzeit mittels einer Kapazitätsmeßeinrichtung (bei der aus Sicherheitsgründen Strom- und Spannungsbegrenzungsschaltungen vorgesehen sind) ohne Gefahr ungewollter elektrischer Ansteuerung eines der Zündmittel 13 von seiten der Mehrfach-Steckverbindung 11 her in die Zündeinheit 12 hineingemessen werden, um einerseits die zusammenge hörigen Paare der Steckerelemente 21 herauszufinden und andererseits deren Zuordnung zu einem bestimmten der Zündmittel 13 und damit auch zu einem bestimmten (nämlich zugeordneten) Zündschalter 17 der Zündschaltung 14 festzustellen. So werden Steckelemente-Ver wechselungen beim Anschluß an die Zündschaltung 14 vermieden bzw. aufgedeckt und dadurch Fehlansteuerungen von Zündmitteln 13 im späteren scharfen Betrieb vermieden.Therefore, it is provided according to the present invention, on the printed circuit board 19 to equip each ignition means 13 between the connecting conductor tracks 24 with an individually dimensioned identification capacitor 25 smaller but significantly different capacitance from one another. If it is stipulated on the production side that an ignition means 13.1 built into the ignition unit 12 at a certain position on its circuit board 19 must be equipped with the parallel connection of an identification capacitor 25.1 of a certain capacity before the plug-in connection conductor pair 20 is connected and the ignition unit 12 is encapsulated in plastic, whereby only clearly different capacitance values (e.g. by a power of ten from each other) are permitted on a printed circuit board 19 for the different identification capacitors 25 , then a capacitance measuring device (in which current and voltage limiting circuits are provided for safety reasons) can be used later without risk of unwanted electrical control of one of the ignition means 13 on the part of the multiple plug-in connection 11 into the ignition unit 12 are measured, on the one hand the pairs of plug elements belonging together 21 to find out and on the other hand to determine their assignment to a specific one of the ignition means 13 and thus also to a specific (namely assigned) ignition switch 17 of the ignition circuit 14 . So plug-in elements changes when connecting to the ignition circuit 14 are avoided or uncovered, thereby avoiding incorrect triggering of ignition means 13 in later sharp operation.

Die noch denkbare Fehlerquelle der Zuschaltung eines von der Spezi fikation abweichenden Identifizierungs-Kondensators 25 zu einem bestimmten Steckverbindungs-Leiterpaar 20 auf der Leiterplatte 19 läßt sich vermeiden und zugleich ein gedrängterer Aufbau verwirklichen, wenn anstelle diskreter Ausbildung der Zündbrücke im Zündmittel 13 einerseits und andererseits des Identifizierungs-Kondensators 25 diese beiden Elemente zusammenge faßt werden. Das kann etwa so erfolgen, daß das Zündmittel 13 unmittel bar aus einem Keramik-Kondensator besteht, dessen Belege, auf zwei einander gegenüberliegenden Keramik-Oberflächen, beispielsweise über eine Kondensator-Kante herum, mittels eines auf die Belege aufge löteten Zündbrückendrahtes elektrisch miteinander verbunden werden. Auf diese Weise ist erreicht, daß das Zündmittel 13 unmittelbar durch die Kapazität eines Identifizierungs-Kondensators individualisiert ist, so daß keine späteren Individualisierungs-Beschaltungen mehr erforderlich werden und damit weitere Fehlerquellen ausscheiden.The still conceivable source of error of the connection of a deviating from the speci ﬁ cation identification capacitor 25 to a certain connector-conductor pair 20 on the circuit board 19 can be avoided and at the same time realize a more compact structure if instead of discrete formation of the ignition bridge in the ignition means 13 on the one hand and on the other Identification capacitor 25 these two elements can be summarized. This can be done so that the ignition means 13 immediate bar consists of a ceramic capacitor, the documents are electrically connected to each other on two opposite ceramic surfaces, for example over a capacitor edge, by means of a soldered ignition wire wire on the documents . In this way it is achieved that the ignition means 13 is individualized directly by the capacitance of an identification capacitor, so that subsequent individualization circuits are no longer required and further error sources are eliminated.

Da die Kapazitäten der Identifizierungs-Kondensatoren 25 in der Größen ordnung von Nanofarad und damit um mehrere Zehnerpotenzen niedriger als die im Microfarad-Bereich liegenden Kapazitäten der Speicherkondensatoren 16 sind, führen die Identifizierungs-Konden satoren 25 nicht zu einer abträglichen Beeinflussung des zeitlichen Entladevorganges der Speicherkondensatoren 16 über die Zündmittel 13, die im Interesse eines eindeutigen und raschen Ansprechens mit einer steilen Stromkurve angesteuert werden sollen. Andererseits stellt es einen wünschenswerten Effekt dar, daß die den Zündmitteln 13 individuell parallelgeschalteten Identifizierungs- Kondensatoren 25 einen Kurzschluß für hochfrequente Energieanteile bilden, die aus Störquellen leitungslos eingestrahlt oder über die Steckverbindungs-Leiterpaare 20 eingespeist werden können und ohne Störschutzmaßnahmen zu einer Auslösung einzelner der Zündmittel 13 ohne externe Ansteuerung führen könnten. Es erübrigt sich also die aufwendige Realisierung von L-C-Pi-Filtern (vgl. DE-OS 29 14 975), die außer dem schaltungstechnischen Aufwand auch den Nachteil aufweisen, daß die Längsinduktivitäten zu einer für das Ansprechverhalten der Zündmittel 13 abträglichen Abflachung der Stromstoßwellenfront bei der Entladung eines Speicher kondensators 16 führen.Since the capacitances of the identification capacitors 25 are in the order of nanofarads and thus several orders of magnitude lower than the capacitances of the storage capacitors 16 in the microfarad range, the identification capacitors 25 do not lead to any adverse influence on the time discharge process of the storage capacitors 16 via the ignition means 13 , which are to be controlled with a steep current curve in the interest of a clear and rapid response. On the other hand, it is a desirable effect that the identification capacitors 25 , which are individually connected in parallel to the ignition means 13, form a short circuit for high-frequency energy components which can be radiated in from the sources without interference or fed in via the connector conductor pairs 20 and without interference protection measures to trigger individual ones of the ignition means 13 could lead without external control. So there is no need for the complex implementation of LC-Pi filters (cf. DE-OS 29 14 975), which in addition to the circuitry complexity also have the disadvantage that the longitudinal inductances contribute to a flattening of the impulse wave front that is detrimental to the response behavior of the ignition means 13 the discharge of a storage capacitor 16 lead.

Claims

1. Multiple connector ( 11 ) for from storage capacitors ( 16 ) via connector-conductor pairs ( 20 ) electrically controllable ignition means ( 13 ), characterized in that each ignition means ( 13 ) on its connector-conductor pair ( 20 ) has an identification capacitor ( 25 ) is connected in parallel, the capacity of which is chosen to be so small that it has no influence on the discharge behavior of the storage capacitors ( 16 ) and that the capacitance values of the identification capacitors ( 25 ) of different ignition means ( 13 ) differ significantly from one another.

2. Multiple plug connection according to claim 1, characterized in that the capacitances of the identification capacitors ( 25 ) are smaller by several powers of ten than that of storage capacitors ( 16 ) associated with ignition circuits ( 14 ).

3. Multiple connector according to claim 1 or 2, characterized in that the identification capacitors ( 25 ) are attached to a circuit board ( 19 ) on which the ignition means connecting lines ( 18 ) with their connector-conductor pairs ( 29 ) are connected .

4. Multiple connector according to one of the preceding claims, characterized in that the identification capacitors ( 25 ) are connected in a hermetically sealed ignition unit ( 12 ) to ignition means connecting lines ( 18 ) and their connector conductor pairs ( 20 ).

5. Multiple plug connection according to one of the preceding claims, characterized in that it with plug or coupling elements ( 21 ) which are not mechanically fixed to one another at the free ends of the plug connector conductor pairs ( 20 ) emerging from a cast ignition unit ( 12 ). Is provided.

6. Multiple plug connection according to one of the preceding claims, characterized in that the identification capacitor ( 25 ) as a firing bridge carrier is directly part of the ignition means ( 13 ).

7. Multiple plug connection according to one of the preceding claims, characterized in that the capacitance of the identification capacitors ( 25 ) is also designed as a capacitive shunt for the discharge of interspersed or introduced high-frequency interference voltages.